汪懋华精细农业发展研究中的关键科学技术问题

1、精准农业中与信息相关的若干重大科学问题精细 农业发展研究 中 的关键科学放术问题汪懋华中国农业大学现代精细农业系统集成研究重点实验室精细农业(Precision Agriculture) 基于命息和知*管理好复杂的农业糸统； 由经脸型、定性化为主的粗放矍农业向知识矍. 祷鈿化管理的现代农业发畏方式转变； 基于差畀性命息卖紅精细农作管理。tyfta3DDDCDDD5DDD4bDD3 ODD2PDDDD7DDD1PDD中华民族传统农业靛精耕细作的实践我据 T传息 TData Information知衣 T专求快裏knowledge wisdom信息时代的现代农田精耕细作技术基于差异性信息实施精细农

2、作管理按小区差异进行农作管理Manage farming by ZoneII/r2 GeorelerencedA3 field data传统农作精细农作植物工程土地分散经营体制下的跨界农作Uanagenent2onen3p 眺曲愉媲Management Zone AnalystWindows 95, 98, NT, 2000Version! 01winter wheat精细农业实践的5条规则:按正确的对间 以正确的数受 应正确的地点 用正确的方式券动、机赛、技术、成本等丿正确利用枚入1艺养、水、唳施基子宣向药时蓟差會性的唸全生产您僥斛rrwAt the Right TimeIn the Rig

3、ht AmountAt the Right PlaceIn the Right Manner to Use Right InputFor the management of spatial & temporal variability in agricultural production systems 6发展的回顾丄9809初：Sit-Specific Soil Management (SSSM) Site-Specific Crop Management (SSCM) 1990s初、中期:全球卫星定位系统的民用化，3S技术、计算机辅助决策支持技术发展的驱动MPrecision Agricu

4、lture* or Precision Farming*农业机电一体化装备技术的发展，催生了现代精细掷伞斗GPSS藩祠芦 DO WF KST Of5AISO 11783网络结构TractorImplement 1Implemeni 2ECU nTerminati ngBias CircuitOptionalAutomatic + TerminatingBias Circuit IIECU 1ECU 21178311783Part 2Part 2Automatic TerminatingBias Circuit w/ Network Power Connection11783Part 24 le

5、adsDiagnostic Conn ectorjj| ij111n* 4 leadsStandard ConnectorsECUz Optional Standard Connectors4 leadsBus In-Cab ConnectorTractor ECUTerminating Bias CircuitECU n-1 11783 Part 2ECU n-2 11783 Part 2Terminati ng Bias CircuitPower | ?onnection | to Network I9L 3 leadsX 7Automatic I Implement Terminatin

6、g I Bus Bias Circuit 1 Breakaway I ； ConnectorI ImplementI Bus1 Breakaway ! ConnectorBatteryTractor Bus4 leadsOptional ECU Stub Conn ectorTermin ating Bias CircuitECUx11783Part 2ECU y11783Part 2| Proprietary ConnectorsSAEJ1939/11I o ISO 2006 - All rights reservedE708109.0152N6174171.1E708109.1992N61

7、74171.085E708109.3803N6174171.111E708109.4525N6174171.101Uw(jyright 2CO8 AGO 靛精细农业理念实践的拓展統精细园艺一基于小区或个体信息的园艺与果树农作q L -U 二2M 基于动杨个体偏号角动识别的计算机饲养管理作息糸统n动化管理种猪场需要多少精饲:-M*产奶量多少在那里可uWsi这头牛？那里可以找带着条牛?統精细加工一臭质蛊测，过程调桂浜源椅鈿测用, 箱鈿儕运、包裝与产增值統精细经营”市场需求预测,精打细算，过程管理,决策分in ； J I VivI I二b I 】Ji M2003 Management Committ

8、ee(Suwon, Korea)1994 SSM, Minnesota1992 SSCM, Minnesota2007 2nd ACPA(Pyeongtaek, Korea)丿2004 7th ICPA2005 5th ECPA, Swede2006 8th ICPA2005 1st ACPA1998 4th ICPAJ1/1999 2nd ECPA, Den(Toyohashi, Japan) 丿2000 5th ICPA 2001 3rd ECPA, Fran丿 1996 3rd ICPA1997 1 st ECPA, UK2002 6th ICPA2003 4th ECPA, Ger20

9、07 6th ECPA, Greece2009 3rd ACPA (Beijing, China)2008 9th ICPA,ColoradoX.2009 7th ECPA, Netherlands2010 10th ICPA, Colorado, USA V2011 8th ECPA2011 4rd ACPA(HOKKAIDO, Japan)三、PA科学名词的讨论Precision Farming (PF);Precision Agriculture (PA)曲宸嶽鼻？我们面对的是要建设现代农业产业工程体系的问题。工程绝不仅仅是科学的简单应用和堆砌，工程除了要 懂得基础科学的基本原理、理论和

10、方法之外，还必须 善于处理好科学要素、技术要素、经济要素、管理要 素、社会要素、环境要素等多要素的集成、选择和优 化。Precision Production“Precision是一种哲学脛想,一种理念,种脛维方 武。对Precision的理解,不能仅仅停留庭对工具和 方冻的理解。乞不是一泰可以硬性烤貝的工具,而是 一种灵活的理念以及与之相矣的一糸列可用隶帮助您 持娱欧进的强有力工具。念必勿埋磔这种理念,再学 习徐用这泰工具,之后构筑旬己的 PrecisionSystem 22经济日报孑2002.2.20 四、精细农业实践中的关键科学问题仁农业资源、环境与生产过程管理信息快速获取先进传感与控制

11、技术农用地、农田土41与水环境参數快速获取先进传威技术;作肠苗情空间分布信息快速卖对采集与测量技术; 农业肠料流量、醃质卖时计量测量技术; 农用物资与产品品质参数卖时快速测量裳备技术; 农业生恭环境空诃分布参数监控测量技术； 动物个体生理、产能、疾病与群体环境参数卖对测量技术;僦减孝快建牡、暫孟牡、适菽臥/用卅.智催他,箴d型僦刻袍/23面对的科学问题:基于杨理、化学、材料、电子、精密加工等科学虑理，电化学、膜 技术.光谱分析.越声.计算视角.纳来技术.微削子机械.微流 体控制等科学技术基础，採杂衣业环境，生命信息与机械控制的典秘:土圾肥力、SOM.盐减度.重全属.动肠病秦、政病细酋. 根区土

12、属理化参数、农业活动碳排放测量方肉与裝备；植肠与动肠生命信息感知机理与传息处理;ill农田空间信息采集航空遙戒、无人机与农机机载近地遙戒新 型裝备与快速Jt据戏理方法;基于现代工程数学方法CANN. GA.栈糊数学、小欢变换、 卡余曼滤欢、状态空间出)的轶测量fsoftsensor),资源、 环境与生畅糸统朕式识别技术；基于微纳耒的富政病病索与细酋快遠检测生肠传爲森、嗅覺、 束覺传感春研老；现代农业裝备智能工况监测、遗程诊靳与控制、农业恶姦环境下应用的机春人控制理论与精密控制裝备。42.物联网在精细农牧业领域应用关键科学问题资源一家地餐循篁女工程迤程JL管；基痒家田救建、尊 銀、利用致隼、猱境

13、质龙圈給他管理，慄用水资源管理 环境象丄療、地隶与地千 水猱说、克煞、缶气侯 生产-大田作物生产：土療殛他泰就、水、舵、儒、卷.设施农业：丄勵球说投制与管理传息集免养殖生产：个饋他丄殛.O.喉幕血側管殛农产品与食品产地猱说、产晶備寿、拘就、48- 农业装备一服务作业橘埶迟程工况JL厠与霑撕服务农用物联网一咸知层、网络虫.应用层关健科学问题面对的科学问题传感器：集聚氏传威春节点；移动戎传威赛节点（车载、便携丿;分布或囲定传减春节点关键科学问题；微小矍智能传咸春低功耗MCU、无线通传魁片.内存能力广城空间传威春节点部署.节能核式与控制；节点通信多跡令组织.节点运程故障诊断、传道可索性与标准化、安全

14、 部署与微小型化科学问题;农村与农业应用空间地理信息基础段施与智能移动终端、 农用航空春与无人机遥威与智能化数煽处理技术、农用嵌 入或和Web-GIS.与低成本农用移动终竭关键技术与新兴 产业化服务核式问题;RFID A动畅个性化管理与食洗毬溯源糸统关縱科学问题;农业应用无线传感春网络CWSN. VSN. BSN）科学问题;农用杨联网服务平台，基于互联网等新技术和具备数据恢籌 与遗程控制功能的M2M.平台中间件及其标准化科学问题3.农业产业链过程管理信息智能处理与知识 生金科学问题 农业网络传息智能枚索与数据挖煽；信息资源共享与标准化科学技术； 农业资源、环疣与生畅糸统模拟模矍，虚拟现卖与智能决策支持糸统，基于语义的计算(Meaning- Based Computing)与知识生成的智能引擎；云计算、虚拟化与云服务平台建很与服务运營朕式; 務鈿农业糸统集成、救据标准化与技术经济评价方结束语建菽现代农池需要利用ICT枝术革命的啟臬，任 遂信息祀鸟农亞观代化